Выбор и расчет схемы питания

3. Выбор и расчет схемы питания

 

3.1 Выбор параметров линии передачи

Линия передачи является микрополосковой, т. к. диэлектрическая проницаемость материала подложки . Выберем высоту подложки h=3 мм и толщину полоска t=20 мкм, волновое сопротивление линии r=25 Ом, при этом ширина полоска составит w=9,2 мм. Эти параметры обеспечивают реализуемость конструкции делителей мощности и ФВ.

  3.2 Распределение мощности по излучателям

Амплитудное распределение поля в раскрыве антенны определяется следующим образом:

f(x,y)=f(x)f(y), где

- амплитудное распределение поля в плоскости XOZ,

- амплитудное распределение поля в плоскости YOZ.

Излучатели в столбцах можно представить в виде параллельного включения их входных проводимостей, тогда распределение поля вдоль строк можно реализовать как распределение тока на излучателях в соответствии с их входной проводимостью.

Проводимость излучателей определяется следующим образом

, где j- номер элемента в столбце.

, .

 

Таблица 1

Излучатели	1	2	3	4	5	6	7	8
Gвх,мСм	0,22	1,77	6,5	12	12	6,5	1,77	0,22
a, мм	2,1	17	61	109	109	61	17	2,1

Конструкцию излучателей в столбце ФАР можно найти в приложении 4.

Далее проведем найдем распределения мощности по излучателям, которое потребуется для расчета делителей мощности. Обозначим мощность, которая должна поступать в излучатель как , где i=1..16, j=1..8. Будем предполагать, что потерь в схеме питания не существует и вся подводимая мощность Po распределяется между излучателями. Тогда определяется как

, где ,- координаты i,j- излучателя

Так как амплитудное распределение симметрично в обеих плоскостях, то и распределение мощности по излучателям является симметричным, т. е. достаточно найти мощности для излучателе, находящихся с 1 по 8 столбец и с 1 по 4 строку. В табл. 1 приводятся результаты расчета (Po=600 Вт)

Таблица 2

,Вт	1	2	3	4	5	6	7	8
1	0,006	0,016	0,047	0,111	0,211	0,332	0,443	0,509
2	0,048	0,127	0,369	0,877	1,669	2,627	3,505	4,033
3	0,177	0,464	1,35	3,204	6,101	9,599	12,81	14,74
4	0,317	0,829	2,414	5,73	10,909	17,164	22,905	26,357

3.3 Расчет делителей мощности

В качестве делителя, как отмечалось выше, был выбран тройниковый делитель.

Все делители-15 шт., можно условно разбить на несколько групп:

m1- делители, имеющий в одном плече 1 столбец (8 шт.)

m2 - делители, объединяющие m1 (4 шт.)

m3- делители, объединяющие m2 (2 шт.)

m4 - делители, объединяющие m3 (1 шт.)

Делитель m4 имеет коэффициент деления по мощности, равный 1. Для остальных делителей этот коэффициент определяется как

, где

- мощность во втором плече делителя,

- мощность в третьем плече делителя,

Тогда волновые сопротивления l/4 трансформаторов определяются как , , r=25 Ом -волновое сопротивление линии. У всех трансформаторов длина составляет lл/4=14,5 мм

Таблица 3

Делители		,Ом / w,мм	,Ом/ w,мм
m11	2,62	29,4 /7,2	47,5/ 3,1
m12	2,37	29,8 /7,1	46 /3,4
m13	1,57	32 /6,3	40,1 /4,3
m14	1,15	34,2/ 5,7	36,6 /5,1
m21	7,1	26,7 /8,3	71,2 /1,2
m22	1,75	31,3 /6,5	41,5/ 4,1
m3	8,32	26,4 /8,5	76,34/ 1
m4	1	35,35 /5,4	35,35/ 5,4

4. Расчет фазовращателей   4.1 Выбор и расчет дискрета фазы

Дискретное фазирование приводит к росту УБЛ, поэтому дискрет фазы выбирается из учета максимального допустимого роста боковых лепестков и минимальной дискретности перемещения луча при сканировании.

, где

-дискрет фазы.

Исходя из требований ТЗ =-30 дб, определяем =2p/32. При этом . M=32=, т. е. ФВ является 5- разрядным.

4.2 Расчет проходного ФВ

ФВ на p и p/2 реализуются на основе проходного ФВ. По заданному сдвигу фазы определяется разность длин отрезков.

Для =p =29 мм, для =p/2 =14 мм.

Конструкцию проходного ФВ на 90° представлена на рис. 5. В качестве p-i-n диодов используется 2А507А. Для управления ФВ требуется двухзначный код: 10-0°, 01-90° (аналогично и для ФВ на 180°).